Совершенные нормальные формы.




Формулы х и будем называть литералами, т.е. литерал – это или х, или .

Если в ДНФ каждое элементарное произведение содержит все элементарные высказывания, но только в виде единственного литерала, то ДНФ называется совершенной дизъюнктивной нормальной формой (СДНФ).

Например: =pqr r является ДНФ, но не является СДНФ, т.к. во второе элементарно произведение не входит ни р, ни .

Формула = pqr r – СДНФ.

Формула = pqr rq – не СДНФ, т.к. во втором элементарном произведении содержится два литерала.

Теорема. Любаяформула, отличная от 0, представима в виде СДНФ.

Доказательство:

Пусть Ф – формула, содержащая n литералов. Пусть ДНФ содержит элементарное произведение без литерала . = , - литералы. Введем дизъюнкцию , которая равна 1. Получим = ( )=(по первому закону дистрибутивности)= .

Теперь каждое из элементарных произведений содержит все литералы. Поступая аналогично с другими элементарными произведениями, и, заменяя р нулем, получим СДНФ.

Что и требовалось доказать.

Пример 1.

Пусть = pqr q – ДНФ.

Приведем к СДНФ. Добавим 1 в виде дизъюнкции r . Получим =pqr q (r ) pqr qr q - СДНФ.

Если каждая элементарная сумма КНФ формулы содержит все литералы по одному разу, то такая форма называется совершенной конъюнктивной нормальной формой (СКНФ).

Теорема. Любая формула может быть приведена к СКНФ.

Доказательство:

Если элементарная сумма не содержит литерал , то можно в нее ввести конъюнкцию и воспользоваться вторым законом дистрибутивности.

Пример 2. Пусть =(p q r) ( q) – КНФ.

Приведем к СКНФ. Добавим 0 в виде r . Получим

=(p q r) ( q r ) (p q r) ( q r) ( q )

это – СКНФ.

Восстановление формул.

Каждой формуле соответствует таблица истинности, следовательно, каждой таблице истинности соответствует некоторая формула. Возникает задача - для заданной таблицы истинности восстановить формулу, которой она соответствует. Этого можно достичь двумя способами:

С помощью СКНФ или с помощью ДНФ.

1. СКНФ.

В таблице истинности выделяются строки, в которых формула ложна. Каждой такой строке будет соответствовать единственная элементарная сумма КНФ. В эту сумму высказывание истинное будет входить с отрицанием, а высказывание, которое ложно - без отрицания. Это объясняется тем, что элементарная сумма должна быть ложной, а если в нее будут входить истинное высказывание, то она ложной не будет. Составляя СКНФ из этих строк, мы получим исходную формулу.

Пример: дана таблица

 

  р q r Ф
         
         
         
         
         
         
         
         

 

Так как во 2-ой строке функция ложна, то должна быть ложна элементарная сумма. А элементарная сумма ложна тогда, когда каждый ее член равен 0.

Т. к. р=1, =0; и в дизъюнкцию должно входить .

Т. к. q=1, =0; и в дизъюнкцию должно входить .

r=0- без отрицания.

Получим: r.

Аналогично

Для 4-ой строки: р

Для 7-ой строки: . Тогда

Ф=( r)(р )( ).

2. СДНФ.

В таблице истинности выделяются строки, в которых формула истинна. Каждой такой строке поставим в соответствие элементарное произведение, которое должно быть истинно. В это произведение истинные высказывания входят без отрицания, а ложные - с отрицанием. Затем составляется дизъюнкция элементарных произведений.

Для нашего примера:

Ф = рqr р r р q



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2022-09-06 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: